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介孔二氧化硅导热特性的分子动力学研究

工程热物理学报 2024年第2期45卷 551-557页

作者：黄超魏高升崔柳杜小泽华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室北京102206

介孔二氧化硅作为一种人工合成纳米孔材料,其热性能调控对于材料的推广应用十分重要。本文基于典型介孔二氧化硅SBA-15建立了双尺度复合孔道模型,并采用逆非平衡态分子动力学方法模拟研究了其内部微尺度热输运行为。研究结果表明当体系... 详细信息

介孔二氧化硅作为一种人工合成纳米孔材料,其热性能调控对于材料的推广应用十分重要。本文基于典型介孔二氧化硅SBA-15建立了双尺度复合孔道模型,并采用逆非平衡态分子动力学方法模拟研究了其内部微尺度热输运行为。研究结果表明当体系长度大于12.84 nm时,无定形二氧化硅和介孔二氧化硅的尺寸效应不再明显。介孔二氧化硅的传热性能调节主要取决于孔径和孔隙率,且在相同孔隙率下,减小孔径可进一步增强材料的绝热性能。同时介孔间的微通道体系破坏了热流传输的连续性,并扩大了材料的比表面积,从而增强热载流子界面散射和热阻。此外,振动态密度分析表明介孔和微通道限制了纳米尺度的传热,降低了热载流子的平均频率,进而导致热导率降低。

关键词：介孔二氧化硅热导率逆非平衡态分子动力学微通道

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气凝胶及其复合绝热材料的导热系数测量

工程热物理学报 2011年第4期32卷 667-670页

作者：魏高升刘育松张欣欣刘登瀛华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室北京102206 北京市可持续发展中心能源部北京100083 北京科技大学机械工程学院北京100083 中国科学院工程热物理研究所北京100190

摘要采用瞬态热带法在不同压力和不同温度下对气凝胶、硬硅钙石-气凝胶及陶瓷纤维-气凝胶复合绝热材料的导热系数进行了测量。结果表明,随着测试压力的降低,三种材料的导热系数都显著降低,在大约10~4Pa时基本趋于常数;随着温度的升高,... 详细信息

摘要采用瞬态热带法在不同压力和不同温度下对气凝胶、硬硅钙石-气凝胶及陶瓷纤维-气凝胶复合绝热材料的导热系数进行了测量。结果表明,随着测试压力的降低,三种材料的导热系数都显著降低,在大约10~4Pa时基本趋于常数;随着温度的升高,三种绝热材料的导热系数几乎与温度的立方成正比;当气凝胶的密度为145kg/m^3时,其导热系数具有最小值,而气凝胶密度对复合型绝热材料导热系数的影响不大。误差分析表明室温环境下的测量误差在3%以内。

关键词：热物性导热系数瞬态热带法气凝胶纳米孔绝热材料

太阳能热发电系统相变储热材料选择及研发现状

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中国电机工程学报 2014年第3期34卷 325-335页

作者：魏高升邢丽婧杜小泽杨勇平电站设备状态监测与控制教育部重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

储热材料性能优劣直接影响太阳能热发电系统的效率和成本,因此选择相变温度合适、储热密度大、传热速率高、经济易得并且环境友好的相变储热材料是太阳能热发电技术发展的关键。通过对相关文献的整理和分析,总结出相变储热材料的筛选原... 详细信息

储热材料性能优劣直接影响太阳能热发电系统的效率和成本,因此选择相变温度合适、储热密度大、传热速率高、经济易得并且环境友好的相变储热材料是太阳能热发电技术发展的关键。通过对相关文献的整理和分析,总结出相变储热材料的筛选原则,对最具发展潜力的高温熔盐和金属合金相变储热材料的研究发展现状、未来发展趋势进行了系统地总结和分析,并对部分相变储热材料的热物性参数进行总结,最后对相变储热材料选择的数学工具做了介绍,该文献综述研究对于今后太阳能集中热发电高温相变储热技术的开发和研究具有重要参考价值。

关键词：太阳能热发电相变储热高温熔盐金属合金材料选择

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瞬态热带法热物性测试技术中加热功率的选取

中国电机工程学报 2008年第20期28卷 44-47页

作者：魏高升杜小泽于帆张欣欣电站设备状态监测与控制教育部重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206 北京科技大学热能工程系北京市海淀区100083

根据瞬态热带法的基本原理,对实验测量中加热功率的选取进行了系统分析,提出了相应的选取方法。通过对被测材料的导热系数进行初步估计,采用查图法选取恰当的加热功率,可避免因加热功率选取不合理而影响导热系数的测量精度。通过对不同... 详细信息

根据瞬态热带法的基本原理,对实验测量中加热功率的选取进行了系统分析,提出了相应的选取方法。通过对被测材料的导热系数进行初步估计,采用查图法选取恰当的加热功率,可避免因加热功率选取不合理而影响导热系数的测量精度。通过对不同种类材料的测量,验证了方法的有效性。研究结果同时表明瞬态热带法更适合于测量导热系数小于2W/(m·K)的绝热材料、建筑材料、散体及液体材料,而不适合测量金属材料的导热系数。

关键词：热物性导热系数瞬态热带法加热功率

我国火力发电用水情况预测及节水技术发展分析（英文）

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中国电机工程学报 2014年第32期34卷 5717-5727页

作者：魏高升邢丽婧孟洁杜小泽杨勇平电站设备状态监测与控制教育部重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

在对我国火力发电用水现状进行调查的基础上,主要预测分析了未来的用水方案。在对我国经济发展和电力需求进行预测的基础上,提出了5种可行的火力发电发展方案,并针对每种方案的用水情况进行了分析研究。结果表明,如果没有较大调整,未来2... 详细信息

在对我国火力发电用水现状进行调查的基础上,主要预测分析了未来的用水方案。在对我国经济发展和电力需求进行预测的基础上,提出了5种可行的火力发电发展方案,并针对每种方案的用水情况进行了分析研究。结果表明,如果没有较大调整,未来20年火力发电的用水量增加率不会很大（增加约15%-20%）,但耗水量增长巨大,将在2008年基础上至少增加2.6倍。在这一预测中,考虑了较多因素,如可再生能源发电和核能发电得到了充分发展,直流冷却火力发电形式逐渐被取缔,空冷技术以及大容量高参数机组得以大量建设。为了解决火力发电用水问题,未来应加快节水技术的开发和应用,文中同时对一些潜在的节水技术进行了分析和展望。

关键词：水资源火力发电节水技术水耗预测

几何因素对循环流化床锅炉用惯性分离器U-Beam分离性能影响的研究

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锅炉技术 2004年第1期35卷 9-11,24页

作者：刘柏谦魏高升北京科技大学热能工程系北京100084 东北电力学院动力工程系吉林吉林132012

研究了几何因素对U Beam分离器的影响。研究发现 :影响迷宫分离器效率的因素 ,除了颗粒性质、操作条件外 ,几何因素也有着重要影响 ;灰斗结构对分离效率影响巨大 ,设计零压力区或负压区的灰斗对消除前排挡条对后排档条的影响、提高分离... 详细信息

研究了几何因素对U Beam分离器的影响。研究发现 :影响迷宫分离器效率的因素 ,除了颗粒性质、操作条件外 ,几何因素也有着重要影响 ;灰斗结构对分离效率影响巨大 ,设计零压力区或负压区的灰斗对消除前排挡条对后排档条的影响、提高分离效率有着重要意义 ;挡条后面开卸压口的做法没有达到安全卸压和提高分离效率的作用。

关键词：循环流化床气固分离迷宫

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纳米孔隙空间内气体分子平均自由程变化规律

化工学报 2014年第S1期65卷 211-216页

作者：王立新魏高升杜小泽杨勇平华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室北京102206

以Zeng等提出的纳米孔隙内气体分子平均自由程模型为基础,考虑材料的微观结构特点,结合纳米小球堆积构成的杆状立方阵列结构,对纳米孔隙空间内的气体分子平均自由程的影响因素、影响机理及变化规律进行了分析。研究结果表明纳米孔材料... 详细信息

以Zeng等提出的纳米孔隙内气体分子平均自由程模型为基础,考虑材料的微观结构特点,结合纳米小球堆积构成的杆状立方阵列结构,对纳米孔隙空间内的气体分子平均自由程的影响因素、影响机理及变化规律进行了分析。研究结果表明纳米孔材料的微观结构特征与材料的密度和比表面积直接相关,纳米孔隙空间内的气体分子平均自由程随着比表面积和密度的增加而降低,具有相对高的比表面积和密度更有利于进一步限制纳米孔中的气相导热。p=104 Pa和p=4×105 Pa是两个拐点压力,当p4×105 Pa时,纳米孔隙对气体分子自由运动的限制作用就可忽略。随着温度的升高,纳米孔隙空间中的气体分子平均自由程在升高,但升高幅度逐渐降低。

关键词：纳米结构多孔介质动力学平均自由程气凝胶热导率

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板间颗粒流动换热特性实验与数值分析研究

工程热物理学报 2024年第8期45卷 2446-2452页

作者：潘龙飞魏高升黄平瑞崔柳杜小泽华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室北京102206

本文基于垂直结构的板壳式移动填料床太阳能颗粒换热器,实验研究了颗粒与不同板型壁面间的换热特性,并采用离散单元模型对颗粒在板内的流动轨迹和流动状态进行了三维模拟,分析了不同壁面形状对换热过程的影响机理。研究结果表明,与普通... 详细信息

本文基于垂直结构的板壳式移动填料床太阳能颗粒换热器,实验研究了颗粒与不同板型壁面间的换热特性,并采用离散单元模型对颗粒在板内的流动轨迹和流动状态进行了三维模拟,分析了不同壁面形状对换热过程的影响机理。研究结果表明,与普通光滑铜板相比,波浪板对整体换热产生明显削弱,而粗糙板在高流量下(25~54 g·s^(-1))也是削弱换热的。波纹板虽在低流量下(6~25 g·s^(-1))削弱换热,但在高流量下(26~54 g·s^(-1))可实现换热强化。进一步的数值分析表明,虽然波浪板、波纹板和粗糙板都会增强颗粒的波动,但也会延长颗粒的下落时间,当增强波动所引起的换热强化程度大于增长下落时间所引起的换热削弱程度时,整体换热过程便呈现强化效果,反之则出现削弱效果。

关键词：板壳式颗粒换热器离散单元法微观换热机理

基于空心球聚合体的多孔介质有效导热系数的两种模型

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北京科技大学学报 2004年第6期26卷 650-654页

作者：陈奎于帆张欣欣魏高升北京科技大学机械工程学院热能工程系北京100083

根据硬硅钙石型微孔硅酸钙的结构特点,将其简化成空心球聚合成的多孔介质,建立了点接触空心球壳与面接触空心立方体两种单元体模型.采用一维热传导分析,推导出有效导热系数的理论计算公式.计算结果表明,模型计算值与硅酸钙实验值有较好... 详细信息

根据硬硅钙石型微孔硅酸钙的结构特点,将其简化成空心球聚合成的多孔介质,建立了点接触空心球壳与面接触空心立方体两种单元体模型.采用一维热传导分析,推导出有效导热系数的理论计算公式.计算结果表明,模型计算值与硅酸钙实验值有较好的一致性.理论模型可应用于与微孔硅酸钙具有类似结构的多孔介质导热系数的估算.

关键词：导热系数多孔介质硬硅钙石硅酸钙绝热材料